우주는 무한한가? 모양은?

우주의 모양과 그 범위가 유한한지 무한인지 여부는 그 팽창률과 중력 사이의 힘의 균형에 달려 있다. 당기는 힘(인력) 강도는 부분적으로 우주의 물질 밀도에 달려 있다.

 

우주의 밀도가 일정 임계값을 넘으면 우주는 구의 표면처럼 '닫힘'이나 '양수 곡선'이 된다. 이는 우주가 천천히 지속되면 첫 번째 평행선이 서서히 병합되어 교차하고 출발점으로 되돌아온다는 것을 의미한다. 그렇다면 NASA는 옛 표면의 면적이 무한하지 않고, 시작도 끝도 없는 것처럼 우주도 무한하지 않다고 말한다. 우주는 이른바 대수축처럼 결국 확장을 멈추고 스스로 붕괴하기 시작할 것이다.

 

 

우주의 밀도가 이 임계 밀도보다 낮으면 안장 표면처럼 '열려 있다'거나 '음곡으로 구부러져' 있다면 우주의 기하학은 제한 없이 무한히 확장될 것이다.

 

우주의 밀도가 임계 밀도와 정확히 일치한다면 우주의 기하학은 곡률 0의 종이 한 장처럼 '평평한' 것이다. 만일 그렇다면 우주는 무한히 팽창하겠지만 시간이 흐르면서 팽창률은 점차 0에 가까워질 것이다. 최근 측정에 따르면 우주는 오차범위가 2%에 불과한 평탄면이 되는 것이다.

우주는 다른 곡면들을 가지고 있고 전체적으로 더 복잡할 수 있다. 예를 들어, 우주는 토러스나 도넛 무늬를 가질 수도 있는 것이다.